中國粉體網(wǎng)訊  固體發(fā)光二極管（LED）技術(shù)在過去的十來年取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，基于LED的顯示及照明市場高達(dá)幾千億美元。相比傳統(tǒng)白熾燈和熒光燈，基于LED的固體照明設(shè)備具有更高功率效率已經(jīng)逐步取代傳統(tǒng)光源改變我們的日常生活。

為了使一個典型的固體照明設(shè)備產(chǎn)生理想的白光，人們通常利用兩種途徑：一種是將單色光熒光粉（例如YAG:Ce黃色熒光粉）涂覆在藍(lán)光發(fā)光二極管芯片上產(chǎn)生白光；另一種是將藍(lán)、綠、紅三種熒光粉按照一定比例混合之后，涂覆在紫外光發(fā)光二極管上產(chǎn)生白光。

然而，這兩種方法都有一定的局限性和諸多不足。例如，由于發(fā)射光譜的不連續(xù)性，單一顏色（黃光或紅光）熒光粉涂覆的白光發(fā)光二極管顯色性通常較差。另一方面，混合熒光粉照明設(shè)備的效率會由于自吸收效應(yīng)而降低，同時(shí)不同熒光粉使用壽命不一致也會導(dǎo)致其發(fā)光顏色隨著時(shí)間而變化。

為了解決這些問題，一個理想的方案是研制出利用紫外光激發(fā)的單一組分寬光譜白光熒光粉。目前這種材料還比較少見，而且大部分都是基于摻雜稀土元素發(fā)光物的無機(jī)材料。這些無機(jī)白光熒光粉的發(fā)光效率一般都比較低，而且通常其生產(chǎn)工藝復(fù)雜，制造成本也較高。到目前為止，市場上還沒有成熟的用于固體照明設(shè)備的單一組分白光熒光粉。基于這些原因，開發(fā)新型的白光熒光粉不但具有重要的科學(xué)意義，同時(shí)也具有廣闊的應(yīng)用前景。

近年來，有機(jī)無機(jī)雜化鈣鈦礦材料作為一顆冉冉升起的新星，憑借其優(yōu)秀的光電性質(zhì)，受到了光電材料界廣泛的關(guān)注。通過調(diào)節(jié)其晶體結(jié)構(gòu)中的鹵素陰離子以及不同的層間結(jié)構(gòu)，人們可以有效控制這種雜化鈣鈦礦材料的發(fā)射波長，得到各類窄光譜及寬光譜發(fā)光材料。同時(shí)研究人員也發(fā)現(xiàn)，將鈣鈦礦的晶體尺寸縮減至微米或納米級時(shí)，可以有效地減少自吸收效應(yīng)和表面晶格缺陷以提高發(fā)光量子產(chǎn)率。

利用以上材料設(shè)計(jì)理念，佛羅里達(dá)州立大學(xué)的Biwu Ma教授研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一類新型基于二維波紋狀有機(jī)無機(jī)雜化鈣鈦礦微晶的單組份白光熒光粉用于固體照明。他們利用一步法溶液反應(yīng)，在溫和反應(yīng)條件下，制備出具有微米級尺寸的有機(jī)無機(jī)雜化鈣鈦礦納米薄片，其發(fā)射光譜可以覆蓋整個可見光區(qū)。

與之前報(bào)道的單晶樣品相比，此類微晶體樣品的合成更加簡單快捷，發(fā)光量子效率得到成倍提，擁有更優(yōu)秀的薄膜加工性能。該微晶體在溶液中和薄膜中均顯示出了更好的光穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。Biwu Ma教授研究團(tuán)隊(duì)利用此微晶熒光粉，設(shè)計(jì)制造出了紫外光（365 nm）激發(fā)的白光發(fā)光二極管，其色坐標(biāo)（CIE）為（0.30，0.42），色溫（CCT）為6519 K，其發(fā)光屬于“冷白光”，可用于室外照明等應(yīng)用。

考慮到其低廉的原材料成本，簡便的制備方法和優(yōu)良的溶液加工性能，此類新型二維波紋狀有機(jī)無機(jī)雜化鈣鈦礦微晶有望取代基于稀土元素的傳統(tǒng)無機(jī)熒光粉以及量子點(diǎn)熒光粉，在大面積涂覆的固體發(fā)光設(shè)備中有著極大的應(yīng)用前景。